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一种研究冻融-干湿耦合对氯离子渗透性影响的试验装置及试验方法制造方法及图纸

技术编号:36692053 阅读:58 留言:0更新日期:2023-02-27 20:00
本发明专利技术涉及一种研究冻融

【技术实现步骤摘要】
一种研究冻融

干湿耦合对氯离子渗透性影响的试验装置及试验方法


[0001]本专利技术涉及一种研究冻融

干湿耦合对氯离子渗透性影响的试验装置及试验方法,属于混凝土耐久性试验的研究领域。

技术介绍

[0002]21世纪是海洋的世纪,我国海洋产业迅速发展。然而,海洋的腐蚀无时不刻不在发生,严重破坏蓝色经济赖以发展的海洋设施。沿海寒冷地区的结构物长期受到冻融循环和干湿循环等多重因素共同影响,研究表明,在冻融循环以及干湿循环的作用下,结构物的结构致密性、裂缝形态及开展程度发生了改变,从而导致结构物中氯离子的渗透产生了不同程度的增加,严重影响海洋结构的使用寿命和安全使用。
[0003]目前,对于混凝土的冻融循环及干湿循环的试验是分别采用冻融机及干湿循环试验箱来进行的,但干湿循环试验箱设计的试验多为连续干湿,而工程实际中由于有效波高呈季节性变化,混凝土所处的环境存在不连续干湿作用的特征,即间断性暴露于干湿循环条件,通常表现干湿循环与冻融循环在时间上的交叉耦合,因而传统的试验箱不符合实际。若既需要进行混凝土试件的单边冻融试验,又需要进行混凝土试件的干湿循环试验,则需要准备两台试验机,因自动化程度低而无法保证试验能处于理想的耦合作用环境,且在试件转移的过程中容易出现试件损坏, 大大增加了试验的时间成本以及经济成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种研究冻融

干湿耦合对氯离子渗透性影响的试验装置及试验方法,实现了自然环境下混凝土耐久性的试验研究。
[0005]本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种研究冻融

干湿耦合对氯离子渗透性影响的试验装置,包括试验箱,所述试验箱能够为试件提供冻融与干湿条件;试验箱的内腔分成用于试验的试验腔室以及设置制冷结构的控制腔室,在试验腔室内安装承台,其为可升降式承台,承台平行于试验腔室的底面,在试验腔室的两内侧壁上对称设置挡板,挡板同样平行于试验腔室底面;在平行于试验腔室底面的方向上,两个挡板之间形成的间距小于承台的长度;承台在垂直于试验腔室底面的方向上升降,当承台下降至预设高度时,承台底面与挡板表面接触,试验腔室内分成两个密闭空间,为试件提供单面冻融的环境;当承台上升至预设高度时,承台底面与挡板表面分离,试验腔室内两个空间连通,为试件提供干湿循环的环境;在试验腔室的侧壁开设入水口,试验腔室的底面开设出水口;试验腔室的其中一个侧壁还安装若干顺次排布的红外线传感器,在试验腔室的顶部安装烘干机,试验腔室底面安装加热装置;
所述的制冷结构包括由蒸发器、压缩机以及冷凝器构成的循环回路,即蒸发器的一个端口与压缩机的一个端口连通,压缩机的另一个端口与冷凝器的一个端口连通,冷凝器的另一个端口与蒸发器的另一个端口连通,在冷凝器与蒸发器连通的管路上顺次安装过滤器以及膨胀阀;蒸发器的输出端口通过管道与试验腔室的入水口连通;在控制腔室内还设置水箱和控制柜,水箱与蒸发器的输入端口连通,控制柜与制冷结构、承台、红外线传感、烘干机以及加热装置均电联;试验腔室的出水口与水箱连通,同时水箱还通过一条管路与水箱连通;作为本专利技术的进一步优选,试验腔室的出水口与水箱的入口相对设置,试验腔室与水箱之间还通过第二管路连通,在第二管路上安装水泵;蒸发器与试验腔室入水口之间的管路上设置水泵;水箱与蒸发器之间通过第一管路连通;作为本专利技术的进一步优选,试验腔室内安装的承台通过伸缩杆实现升降;伸缩杆包括两根,且每根伸缩杆均同时垂直承台、试验腔室底面设置;作为本专利技术的进一步优选,在承台底面靠近端部的位置分别设置密封橡胶条,每个挡板靠近承台的位置均设置密封橡胶条;在试验腔室的内壁上覆设保温层;作为本专利技术的进一步优选,在承台表面的两个端部位置分别设置可移动的约束装置,且约束装置垂直于承台表面设置;采用所述研究冻融

干湿耦合对氯离子渗透性影响的试验装置的试验方法,当采用试验装置进行单边冻融试验时,包括以下步骤:步骤S11:将试件放置在承台上,移动约束装置将试件固定在承台表面;步骤S12:操作控制柜,启动伸缩杆,将承台底面的密封橡胶条与挡板表面的密封橡胶条密合,试验腔室内分成两个密闭空间;步骤S13:水箱内的制冷液体经过蒸发器、压缩机、冷凝器、过滤器以及膨胀阀后重新回到蒸发器,此时启动蒸发器与试验腔室入水口之间的水泵,将冷却后的制冷液体由试验腔室的入水口进入试验腔室;步骤S14:试验腔室内位于承台下方的密闭空间内注入的制冷液体达到预设高度时,触发位于试验腔室侧壁的红外线传感器,试验腔室的出水口打开,制冷液体流入水箱,形成液体介质流动循环;步骤S15:试件冷冻达到预设时间后,控制柜向制冷结构发送关闭指令,入水口关闭,直至试验腔室内的制冷液体全部流入水箱;步骤S16:启动第二管道上的水泵,将制冷液体输入试验腔室,控制柜向加热装置发送开启指令,将试验腔室内的制冷液体加热至预设温度,进行试件的单边冻融试验;采用所述研究冻融

干湿耦合对氯离子渗透性影响的试验装置的试验方法,当采用试验装置进行干湿循环试验时,包括以下步骤:步骤S21:将试件放置在承台上,移动约束装置将试件固定在承台表面;步骤S22:操作控制柜,启动伸缩杆,将承台底面的密封橡胶条与挡板表面的密封橡胶条分开,试验腔室内分成的两个密闭空间连通;
步骤S23:启动第二管路上的水泵,盐溶液输入试验腔室,盐溶液达到预设高度时,触发位于试验腔室侧壁的红外线传感器,此时试件浸没在盐溶液内,关闭第二管路上的水泵;步骤S24:试件在盐溶液中浸泡至预设时间后,打开试验腔室的出水口,盐溶液向水箱输送;步骤S25:当试验腔室内的盐溶液排净后,打开烘干机,对试件烘干,进行试件的干湿循环试验;采用所述研究冻融

干湿耦合对氯离子渗透性影响的试验装置的试验方法,具体包括以下步骤:步骤S1:根据结构图,采用混凝土浇筑试件;步骤S2:选择达到预设龄期的试件放入试验腔室内,采用权利要求6以及权利要求7所述的试验方法进行冻融

干湿交叉耦合试验,其中设定冻融试验次数为n次,干湿循环试验为m次;步骤S3:将经过冻融

干湿交叉耦合试验后的试件取出,利用交流阻抗仪测试相邻两个钛金属探针之间的交流阻抗,并解析处该层孔溶液电阻率,根据电阻率的差异程度判断氯离子的渗透深度。
[0006]9、采用权利要求8所述研究冻融

干湿耦合对氯离子渗透性影响的试验装置的试验方法,其特征在于:步骤S1中设计试件的步骤为,在模具内按照固定的距离插入钛金属探针,接着在模具内浇筑混凝土;定义试件的表面为测试面,试件除去测试面的其余面涂抹环氧树脂;作为本专利技术的进一步优选,步骤S2中,设定的冻融试验次数为n次,干湿循环试验为m次,其中,n次与m次根据气象数据统计的各沿海寒冷地区累年年均正负温交替次数来设定。
[0007]通过以上技术方案,相对于现有技术,本专利技术具有以下有益效果:1、本专利技术提供的试验装置,将创造出冻融循环与干湿循环交叉耦合的试验条件;2、本专利技术本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种研究冻融

干湿耦合对氯离子渗透性影响的试验装置,其特征在于:包括试验箱,所述试验箱能够为试件提供冻融与干湿条件;试验箱的内腔分成用于试验的试验腔室以及设置制冷结构的控制腔室,在试验腔室内安装承台,其为可升降式承台,承台平行于试验腔室的底面,在试验腔室的两内侧壁上对称设置挡板,挡板同样平行于试验腔室底面;在平行于试验腔室底面的方向上,两个挡板之间形成的间距小于承台的长度;承台在垂直于试验腔室底面的方向上升降,当承台下降至预设高度时,承台底面与挡板表面接触,试验腔室内分成两个密闭空间,为试件提供单面冻融的环境;当承台上升至预设高度时,承台底面与挡板表面分离,试验腔室内两个空间连通,为试件提供干湿循环的环境;在试验腔室的侧壁开设入水口,试验腔室的底面开设出水口;试验腔室的其中一个侧壁还安装若干顺次排布的红外线传感器,在试验腔室的顶部安装烘干机,试验腔室底面安装加热装置;所述的制冷结构包括由蒸发器、压缩机以及冷凝器构成的循环回路,即蒸发器的一个端口与压缩机的一个端口连通,压缩机的另一个端口与冷凝器的一个端口连通,冷凝器的另一个端口与蒸发器的另一个端口连通,在冷凝器与蒸发器连通的管路上顺次安装过滤器以及膨胀阀;蒸发器的输出端口通过管道与试验腔室的入水口连通;在控制腔室内还设置水箱和控制柜,水箱与蒸发器的输入端口连通,控制柜与制冷结构、承台、红外线传感、烘干机以及加热装置均电联;试验腔室的出水口与水箱连通,同时水箱还通过一条管路与水箱连通。2.根据权利要求1所述的研究冻融

干湿耦合对氯离子渗透性影响的试验装置,其特征在于:试验腔室的出水口与水箱的入口相对设置,试验腔室与水箱之间还通过第二管路连通,在第二管路上安装水泵;蒸发器与试验腔室入水口之间的管路上设置水泵;水箱与蒸发器之间通过第一管路连通。3.根据权利要求2所述的研究冻融

干湿耦合对氯离子渗透性影响的试验装置,其特征在于:试验腔室内安装的承台通过伸缩杆实现升降;伸缩杆包括两根,且每根伸缩杆均同时垂直承台、试验腔室底面设置。4.根据权利要求3所述的研究冻融

干湿耦合对氯离子渗透性影响的试验装置,其特征在于:在承台底面靠近端部的位置分别设置密封橡胶条,每个挡板靠近承台的位置均设置密封橡胶条;在试验腔室的内壁上覆设保温层。5.根据权利要求4所述的研究冻融

干湿耦合对氯离子渗透性影响的试验装置,其特征在于:在承台表面的两个端部位置分别设置可移动的约束装置,且约束装置垂直于承台表面设置。6.采用权利要求5所述研究冻融

干湿耦合对氯离子渗透性影响的试验装置的试验方法,其特征在于:当采用试验装置进行单边冻融试验时,包括以下步骤:步骤S11:将试件放置在承台上,移动约束装置将试件固定在承台表面;
步骤S12:操作控制柜,启动伸缩杆,将承台底...

【专利技术属性】
技术研发人员:李奕晖宗周红李佳奇陈烨婧甘露单玉麟
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:

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